利用Cadence Spectre工具對基準(zhǔn)源電壓隨溫度和輸入電壓UCC的變化情況進(jìn)行仿真。在電路處于典型的工作狀態(tài)即輸入電壓UCC=10 V時(shí)，對基準(zhǔn)源的溫度特性從-20℃~100℃范圍內(nèi)進(jìn)行直流掃描，仿真結(jié)果如圖2所示(tt工藝角)。在溫度T=35℃附近基準(zhǔn)電壓UREF1和UREF2具有零溫度系數(shù)點(diǎn)(ZTC)，它們的值分別為1.063 V 和2.499 V.在溫度從-20℃變化到100℃時(shí)，基準(zhǔn)電壓UREF1和UREF2電壓變化值分別為3.769 mV和7.455 mV,對應(yīng)的溫度系數(shù)分別為31.40 ppm/℃和62.12 ppm/℃。因此利用遷移率和閾值電壓相互補(bǔ)償作用產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓具有較好的溫度特性。

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　　圖2 基準(zhǔn)電壓的溫度變化特性曲線

　　當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，在UCC變化范圍內(nèi)對基準(zhǔn)電壓UREF1和UREF2進(jìn)行DC直流掃描仿真(tt工藝角)，結(jié)果如圖3所示。在UCC從7.5 V變化到12.5 V時(shí)，基準(zhǔn)電壓UREF1和UREF2的電壓變化值分別為1.909mV和5.201 mV,因此可以看出對UCC的直流變化具有很好的抑制作用。為了使基準(zhǔn)電壓對電源電壓UCC的噪聲有較好的抑制能力，應(yīng)確保PSRR大于40 dB。

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　　圖3 基準(zhǔn)電壓隨UCC變化特性曲線

　　在UCC直流電壓為10 V時(shí)，基準(zhǔn)電壓UREF1和UREF2對UCC電源電壓抑制比(PSRR)的頻率特性仿真結(jié)果(tt工藝角)如圖4所示。在低頻段，UREF1和UREF2電源電壓抑制比分別為68.5 dB和59.7 dB;隨著頻率的升高，電源電壓抑制比PSRR 逐漸降低。在頻率達(dá)到261 kHz時(shí)，加入了低通RC濾波器開始起作用，提高了高頻段的電源電壓抑制比。

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　　圖4 電源電壓抑制比仿真圖

　　4 結(jié) 論

　　在電壓基準(zhǔn)源的設(shè)計(jì)中，基于MOS管的遷移率和閾值電壓溫度系數(shù)相互補(bǔ)償?shù)男?yīng)，以PTAT電流源偏置二極管連接的MOS管，產(chǎn)生一個(gè)不隨溫度而改變的柵源電壓來作為基準(zhǔn)。這種方法實(shí)現(xiàn)的基準(zhǔn)源具有較低的溫度系數(shù)和高PSRR,且電路結(jié)構(gòu)簡單，滿足開關(guān)電源AC/DC控制器中對電壓基準(zhǔn)源的要求。